高中物理高考复习14 力学实验 训练（含答案）

专题14力学实验专题训练

1.（2021•安徽蚌埠•一模）如图，一带有遮光条的滑块A置于长木板一端，将木板倾斜一定角度后，滑块

可沿木板加速下滑，光电门8和C记录遮光条通过的时间分别为乙和4，已知遮光条的宽度为乩

（1）要测量滑块下滑时的加速度大小，还需测出的遮光条一个物理量是（用文字及字母表

示）；滑块的加速度大小。=（用已知量和测得量的字母表示）。

（2）减小木板的倾角，重新实验，当倾曲为。时，测出。=4,则滑块与木板间的动摩擦因数"

2.（2021・四川巴中•模拟预测）小明利用“研究加速度与外力关系''的实验装置来测量滑块与木板间的动摩

擦因数4。如图甲所示，滑块放在长木板上并置于水平桌面，沙桶通过滑轮与细线拉滑块，在细线上接有

•个微型力传感器，通过力传感器直接读出细线的拉力F。保持滑块质量不变，给沙桶添加少量细沙改变

力传感器的示数尸，利用打点记时器打出的纸带求出对应尸时的加速度小从而得到如图乙所示的尸

图像，通过图像可以知道:

乙

（1）滑块的质量为

（2）滑块与木板间的动摩擦因数〃=

（3）实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点记时器打点的周期是7,在纸带上依次标上1、2、3、4、

5、6等计数点，相邻两个计数点之间还有4个点没有画出来，测出七、4、七、乙。则他利用以上数据

求打该纸带时滑块加速度的表达式为。=（用丁、4、x2、再、七表示）。

5

123456

丙

3.（2021•江苏•南京市中华中学模拟预测）在某一验证机械能守恒定律的实验中，同学们设计了如图甲所

示的实验装置：

（1）实验时，一组同学进行了如下操作：

①用天平分别测出重物A、8的质量M和M?（A的质量含挡光片、B的质量含挂钩，且用

螺旋测微器测出挡光片的宽度/测量结果如图丙所示，则4=mm；

②将重物A、8用绳连接后，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物8,另一个同学测量出挡光片

中心到光电门中心的竖直距离伍之后释放重物8使其由静止开始下落；

③记录挡光片经过光电门的时间X。

（2）如果系统（重物4、B）的机械能守恒，应满足的关系式为（用.%、重力加速度g,

2,d和h表示）。

（3）实验进行过程中，有同学对实验作了改进，使重物4、3的质量满足M=M2=2〃?，又在B的下面

挂上质量为〃?的钩码，如图乙所示。挡光片中心到光电门中心的竖直距离仍为肌依然由静止释放8,挡

光片经过光电门的速度用V表示，若系统的机械能守恒，则通过此实验可算出当地的重力加速度且=

（用给定的字母写表达式）。

（4）为提高实验结果的准确程度，以下建议中确实对提高准确程度有作用的是（）

A.绳的质量要轻且尽可能光滑B.尽量保证重物只沿竖直方向运动，不要晃动

C.钩码质量越小越好D.挡光片的宽度越大越好

4.（2021•陕西•榆林十二中模拟预测）（1）在“探究平抛运动在水平方向的运动规律”的实验中，某同学采

用如图所示的装置来获得平抛运动的轨迹。为得到一条轨迹，需多次释放小球，每次释放小球的位置

（填“相同”或“任意”）；释放时小球初速度（填“为零”或“不为零”）。

（2）如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm,如果取

①闪光的时间间隔是s；

②小球经过B点时的速度大小是___________m/So（结果保留两位有效数字）

5.（2021•北京延庆•一模）在用图装置测量重力加速度的实验中，小白同学用测量范围为0〜1m的米尺测

量摆长，用停表测量摆动周期，再根据单摆周期公式计算重力加速度。

（1）组装单摆时，应选用（选填选项前的字母）。

A.长度略大于1m的细线B.长度略小于1m的细线

C.半径约为2cm的橡胶球D.半径径为1cm的小钢球

（2）在测量过程中，下列操作合理的是

A.先测好摆长，再将单摆悬挂到铁架台上

B.释放单摆时，摆角尽量大些，以便观察

C.单摆摆动稳定后，摆球经过平衡位置时开始计时

D.摆动过程中，若逐渐形成了圆锥摆，可以继续测量，不影响单摆周期

（3）小白同学通过实验测得：悬点。到小球球心的距离L；计时开始后，从小球第一次通过平衡位置到

第〃次通过平衡位置所用时间为Z,则重力加速度g二（用心小，及常数表示）。

（4）小红同学通过改变摆长，测量多组数据，做出r1图像，如图她发现图线起点位于原点上方，这可

能是由于她在测量摆长时，从悬点量到了小球的（选填“上沿”或“下沿”），这样将使根据图像

得出的g测量值___________（选填“偏大”、"偏小”或“不受影响

（5）本实验测得的重力加速度：股略微偏小，这是由于以下系统误差造成的

A.小球经过平衡位置时计时，很难看准，造成较大的周期测量误差

B.小球球心位置较难确定，使摆长测量存在较大的系统误差

C.由于存在空气阻力，会减慢单摆的速度，使周期测量值比理论值偏大

D.单摆摆动过程中，摆线会稍稍伸长，造成摆长的测量值比实际值偏小

6.（2022•甘肃・兰州一中二模）某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验：在小车A

的前端粘有橡皮泥，给小车A一定的初速度，使之做匀速直线运动，然后与原来静止在前方的小车B相

碰并粘成一体，继续做匀速直线运动。他设计的具体装置如图中所示，在小车A后连着纸带，电磁打点

计时器电源的频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力。

（1）若得到打点纸带如图乙所示，并已将测“得各”计数点间距离标在图上。A为运动起始的第一点，则

应选段来计算小车A碰前的速度，应选段来计算小车A和小车B碰后的共同速度（以

上两空选填“A8”、"8。‘、"CD”或

（2）测得小车A的质量冲=0.40kg,小车B的质量0.20kg,由以上测量结果可得：碰前始巾+

mBVB=kg-m/s；碰后叫以+〃3啥=kgm/So

7.（2021•陕西・西安工业大学附中模拟预测）某同学利用如图所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因

数。首先将木板倾斜固定在水平面上，木板与水平面间的夹角为37。，木板底端固定一打点计时器，然后

将纸带一端固定在木块上，另一端穿过打点计时器。现使木块获得一沿木板向上的瞬时初速度向上运

动，打点计时器打出的纸带上相邻两个计数点之间还有四个点未画出，打点计时器使用交流电的频率为

50Hz,测得相邻两计数点之间的距离分别为玉=29.40cm、x2=21.30cmxx3=13.20cmx4=5.10cmo

已知sin37o=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取lOm/s?。

（1）通过计算纸带数据可得木块运动的加速度大小为m/s2,木块与木板之间的动摩擦因数

为o（计算结果均保留2位有效数字）

（2）如果当时所用交流的频率为49Hz,而该同学仍按50Hz计算，由此会造成木块与木板间动摩擦因数

的测量值与实际值相比（选填“偏大"偏小"或'不变”）

（3）该同学按照人教版《物理》必修一课后题中提到的方法，将图中的4段纸带翦开贴到坐标纸上，若

这些纸带的左上顶点在一条倾斜直线上，说明此物体做运动，斜率大小可以反映加速度大

小。若此图中直线斜率为k（其中2=半，%无单位），纸带宽为d,则加速度。的表达式为o

8.（2021•青海西宁•三模）晓宇利用如图所示实验装置测最重力加速度，甲、乙两个小球用轻绳连接跨过

光滑的定滑轮，实验操作如下:

光电门

①测量甲、乙两小球的质量M、机；

②测量出小球的直径d；

③将光电门固定在铁架台上，测量出铁架台的底端到光电门的距离人；

④将小球乙放在铁架台的底端，将装置由静止释放，记录小球乙通过光电门的时间4；

⑤改变光电门距离铁架台底端的高度〃，重复④，记录多组实验数据。

回答下列问题：

(1)小球乙通过光电门的速度大小为(用测量的量表示)，该测量速度(填”大

于”“等于”或“小于”)小球球心通过光电门的实际速度。

(2)晓宇在处理实验数据时，建立了坐标系，为了更直观，晓宇描绘的图线为一条直线，则如果纵轴为

h,则横轴应为;如果图线的斜率为&,则重力加速度大小应为(用测量的量表

示)。

9.(2021•天津市南开区南大奥宇培训学校模拟预测)图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描

点画出平抛小球的运动轨迹，

(1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有O

a.安装斜槽轨道，必须保证斜槽轨道光滑

b.每次小球释放的初始位置可以任意选择

c.每次小球应从同一高度由静止释放

d.为描出小球的运动轨迹，必须所有的点用折线连接

(2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐

标x和竖直坐标y,图乙中y-f图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是。

乙

(3)图内是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取两点4、B,测

得A、8两点纵坐标#=5.0cm,>,2=45.0cm,A、8两点水平间距Ax=40.0cm。则平抛小球的初速度如为

m/so（重力加速度g取1Om/s2）

丙

10.（2021・四川省仪陇宏德中学模拟预测）有一实验装置如图所示，水平台面上固定一个斜面，斜面底端

有一小圆弧与水平台面平滑连接，且小圆弧末端与台面右端平齐，一个固定的水平木板紧靠平台右侧竖

直面，用图钉将白纸和复写纸固定在木板上，水平台面距木板的高度为“。将一个质量为加的小球从斜

面上高〃处由静止滑下，小球落在复写纸上后在白纸上印一个痕迹，落点距平台右侧竖直面的水平距离

为，逐渐增大小球开始释放时的初始高度，得到一系列不同的落点。本实验以小球在斜面上的运动为研

究过程，重力加速度为g。

（1）如果用此装置探究合外力做功与动能增加量是否成正比，斜面______（填“需要”或“不需要''）光

滑；

（2）如果用此装置验证机械能守恒定律，斜面必须保证足够光滑，如果各物理量之间满足关系式

,即可认为机械能守恒定律成立；

（3）测量长度、高度时的起止点都应该以球心为准，仔细观察发现，在测量小球平抛下降高度时实际测

量的却是水平台面距离木板的高度，此处操作对验证机械能守恒定律（填“有''或"没有”）影响。

11.（2021•黑龙江•哈尔滨三中模拟预测）某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证动量守恒定律。

（1）为保证两小球为对心碰撞，某同学先用游标卡尺测量两小球的直径是否相等，经测量发现两小球直

径相同，游标卡尺的示数如图乙所示，可知小球的直径为mm；

人射小球

被碰小球

OO'MPN

甲乙

（2）图甲中。点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射小球多次从斜轨上某一位置由

静止释放，找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程而。然后，把被碰小球静置于轨道的水平部分末

端，再将入射小球从斜轨上同一位置由静止释放，与被碰小球相碰，并多次重复。接下来必要完成的步

骤是（填选项前的符号）

A.用天平测量入射小球的质量〃〃和被珑小球的质量m2

B.测量入射小球开始释放高度h

C.抛出点距地面的高度H

D.测量平抛射程两、ON

（3）若两球碰撞过程中动量守恒，其表达式可表示为（用（2）问中测量的量表示）。

12.（2022•河北•模拟预测）用如图甲所示的实验装置测定滑块的加速度大小，将气垫导轨调整水平并安

装光电门A,滑块上固定一遮光条，滑块用跨过气垫导轨左端定滑轮的轻质细线与钩码相连，调整定滑

轮高度使细线水平，滑块每次都从同一位置B由静止释放，光电门A的位置可以改变，光电门A与位置

B间的距离L可以由固定在气垫导轨上的标尺直接读出。

（1）实验前用20分度游标卡尺测得滑块上的遮光条宽度d如图乙所示，则d=cm。

（2）本实验中（填“需要”或“不需要”）保证所挂钩码的质量相远小于滑块（包括遮光条）的

质量

（3）滑块上的遮光条通过光电门A的时间f可直接读出，通过光电门A的速度由公式y计算获得。

/

保持钩码质量不变，通过改变光电门A的位置获得多组数据，作出v21图像如图丙所示，则滑块的加速

度大小为m/s2（结果保留两位有效数字）。

13.（2022・全国•一模）在“验证机械能守恒定律”实验中，小王用如图1所示的装置，让重物从静止开始下

落，打出一条清晰的纸带，其中的一部分如图2所示。。点是打下的第一个点，A、B、C和D为另外4

个连续打下的点。

牖打占器-纸带

•//WP

4||||『||皿||||||||||『|?|啊的|||||||||牛||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||141||||||||||||||||||||||||||||川||||||||||||||||||||||中|||||||||

01cm2319202122232425262728293031323334

图2

①为了减小实验误差，对体积和形状相同的重物，实验时选择密度大的理由是.

②已知交流电频率为50Hz,重物质量为200g,当地重力加速度g=9.80m/s2,则从。点到。点，重物的

重力势能变化量的绝对值|A耳卜__________J、。点的动能4c=___________J（计算结果均保留3位有

效数字）。比较七比与|"p|的大小，出现这一结果的原因可能是

A.工作电压偏高B.存在空气阻力和摩擦力C.接通电源前释放了纸带

14.（2021.天津市宁河区芦台第一中学一模）某研究性学习小组在进行“用单摆测定重力加速度”的实验中

（实验装置如图所示），已知单摆在摆动过程中的最大偏角小5。

（1）安装好实验装置后，先用游标卡尺测量摆球直径/测量的示数如图所示，则摆球直径d=

cm,再测量摆线长/,则单摆摆长L=（用d、/表示）；

（2）摆球摆动稳定后，当它到达最低点时启动秒表开始计时，并记录此后摆球再次经过最低点的次数

，?（〃=1、23……-）,当〃=60时刚好停表.停止计时的秒表读数为67.5s,该单摆的周期为,=s（周期

要求保留三位有效数字）;

（3）计算重力加速度测量值的表达式为g=（用八L表示），如果测量值小于真实值，可能原因

是__________

A.将摆球经过最低点的次数〃计少了

B.计时开始时，秒表启动稍晚

C.将摆线长当成了摆长

D.将摆线长和球的直径之和当成了摆长

（4）正确测量不同摆长L及相应的单摆周期T,并在坐标纸上画出尸与L的关系图线，如图所示

由图线算出重力加速度的大小月=m/s2（保留3位有效数字，计算时/取9.86）。

15.（2021•湖北•模拟预测）用如图甲所示装置研究两个半径相同的小球在轨道水平部分碰撞前后的动量

关系，

中

重

垂

线

C

B

OA

图甲

O

的是

中正确

列说法

验，下

本实

关于

(1)

滑

必须光

斜部分

轨道倾

放B.

止释

由静

位置

同一

须从

球必

射小

，入

实验中

同一组

A.

平

必须水

道末端

C.轨

止

S由静

位置

上的

斜轨

次从

球多

射小

让入

时先

实验

影，

直投

的竖

面上

在地

出点

球抛

点是小

中。

图甲

(2)

置于

小球静

把被碰

后，

)，然

个点

的某

点中

、C三

(A、8

位置

点的

均落

其平

找到

写纸

和复

白纸

，通过

释放

复该操

多次重

，并

相碰

小球

被碰

，与

止释放

由静

置S

的位

轨上

从斜

小球

入射

仍将